6
Kimia XI SMA
Gambar 1.3
Model atom hidrogen menurut Niels Bohr n = 4
r = 16a n = 1
r = a n = 2
r = 4a n = 3
r = 9a
Teori atom Bohr berhasil diterapkan untuk atom hidrogen, akan tetapi
tidak dapat digunakan untuk memperkirakan spektrum atom
lain yang mempunyai elektron lebih dari satu
James E. Brady, 1990.
C. Hipotesis Louis de Broglie
Pada tahun 1924, Louis de Broglie, menjelaskan bahwa cahaya dapat
berada dalam suasana tertentu yang terdiri dari partikel-partikel, kemungkinan berbentuk partikel pada suatu waktu, yang memperlihatkan sifat-sifat seperti
gelombang James E Brady, 1990. Argumen de Broglie menghasilkan hal sebagai berikut.
Einstein
: E = mc
2
Max Planck : E = h · K = ⋅
h c λ
sehingga untuk menghitung panjang gelombang satu partikel diperoleh: λ
λ λ
λ λ =
⋅ K h
m dengan:
λ = panjang gelombang m m
= massa partikel kg
K =
kecepatan partikel ms h
= tetapan Planck 6,626 × 10
–34
Joule s Hipotesis de Broglie terbukti benar dengan ditemukannya sifat gelombang
dari elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi seperti halnya sinar–X. Sebagai akibat dari dualisme sifat elektron sebagai materi dan sebagai gelombang, maka
lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dapat dibenarkan. Gelombang tidak bergerak menurut suatu garis, melainkan menyebar pada suatu daerah
tertentu.
D. Teori Mekanika Kuantum
Dalam fisika klasik, partikel memiliki posisi dan momentum yang jelas dan mengikuti lintasan yang pasti. Akan tetapi, pada skala atomik, posisi dan
momentum atom tidak dapat ditentukan secara pasti. Hal ini dikemukakan
oleh Werner Heisenberg pada tahun 1927 dengan Prinsip Ketidakpastian un- certainty principle
Oxtoby, Gillis, Nachtrieb.
7
Kimia XI SMA
Menurut Heisenberg, metode eksperimen apa saja yang digunakan untuk menentukan posisi atau momentum suatu partikel kecil dapat menyebabkan
perubahan, baik pada posisi, momentum, atau keduanya. Jika suatu percobaan dirancang untuk memastikan posisi elektron, maka momentumnya menjadi
tidak pasti, sebaliknya jika percobaan dirancang untuk memastikan momen- tum atau kecepatan elektron, maka posisinya menjadi tidak pasti.
Untuk mengetahui posisi dan momentum suatu elektron yang memiliki
sifat gelombang, maka pada tahun 1927, Erwin Schrodinger, mendeskripsikan pada sisi elektron tersebut dengan fungsi gelombang wave function yang
memiliki satu nilai pada setiap posisi di dalam ruang Oxtoby, Gillis, Nachtrieb.
Fungsi gelombang ini dikembangkan dengan notasi ϕ psi, yang me-
nunjukkan bentuk dan energi gelombang elektron James E. Brady, 1990. Model atom mekanika kuantum menerangkan bahwa elektron-elektron
dalam atom menempati suatu ruang atau “awan” yang disebut orbital, yaitu ruang tempat elektron paling mungkin ditemukan. Beberapa orbital bergabung
membentuk kelompok yang disebut subkulit. Jika orbital kita analogikan sebagai “kamar elektron”, maka subkulit dapat dipandang sebagai “rumah
elektron”. Beberapa subkulit yang bergabung akan membentuk kulit atau “desa elektron”.
Satu kulit tersusun dari subkulit-subkulit Satu subkulit tersusun dari orbital-orbital
Satu orbital menampung maksimal dua elektron
Tabel 1.1 Hubungan Subkulit, Orbital, dan Jumlah Elektron Maksimum
Orbital-orbital dalam satu subkulit mempunyai tingkat energi yang sama, sedangkan orbital-orbital dari subkulit berbeda, tetapi dari kulit yang sama
mempunyai tingkat energi yang bermiripan.
Jenis Subkulit Jumlah Orbital
Elektron Maksimum
Subkulit s 1 orbital
2 elektron Subkulit p
3 orbital 6 elektron
Subkulit d 5 orbital
10 elektron Subkulit f
7 orbital 14 elektron
Subkulit g 9 orbital
18 elektron Subkulit h
11 orbital 22 elektron
Subkulit i 13 orbital
26 elektron
8
Kimia XI SMA
Gambar 1.5
Susunan orbital dalam suatu atom multielektron.
Setiap kotak menunjuk satu orbital
Susunan kulit, subkulit, dan orbital dalam suatu atom
berelektron banyak dise- derhanakan seperti pada
gambar 1.5.
E. Bilangan Kuantum
Menurut mekanika gelombang, setiap tingkat energi dalam atom diaso- siasikan dengan satu atau lebih orbital. Untuk menyatakan kedudukan tingkat
energi, bentuk, serta orientasi suatu orbital menggunakan tiga bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama n, bilangan kuantum azimuth, dan
bilangan kuantum magnetik m
l
atau m James E. Brady, 1990.
1. Bilangan Kuantum Utama n
Bilangan kuantum utama n menyatakan tingkat energi utama atau kulit atom. Bilangan kuantum utama mempunyai harga mulai dari 1, 2, 3, dan
seterusnya bilangan bulat positif serta dinyatakan dengan lambang K
n = 1, L n = 2, dan seterusnya. Orbital-orbital dengan bilangan kuatum utama berbeda mempunyai tingkat energi yang berbeda secara nyata.
2. Bilangan Kuantum Azimuth l
Bilangan kuantum azimuth l menyatakan subkulit. Nilai-nilai untuk bilangan kuantum azimuth dikaitkan dengan nilai bilangan kuantum
utamanya, yaitu semua bilangan bulat dari 0 sampai n – 1.
3. Bilangan Kuantum Magnetik
m
l
atau m
Bilangan kuantum magnetik m menyatakan orbital khusus yang ditempati elektron pada suatu subkulit. Bilangan kuantum magnetik juga
menyatakan orientasi khusus dari orbital itu dalam ruang relatif terhadap inti. Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada nilai kuantum
azimuth, yaitu semua bilangan bulat mulai dari –l sampai dengan +l, termasuk 0.
